JP7231035B2 - Sleepiness estimation information correction device, sleepiness estimation device, sleepiness estimation information correction method, sleepiness estimation method and program - Google Patents
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Description
本発明は、眠気推定情報補正装置、眠気推定装置、眠気推定情報補正方法、眠気推定方法およびプログラムに関する。 The present invention relates to a drowsiness estimation information correction device, a drowsiness estimation device, a drowsiness estimation information correction method, a drowsiness estimation method, and a program .
人(対象者)の状態の推定に関連して、例えば特許文献1には、気分推定に係る計算負荷の軽減と、気分推定の精度との両立を図るための気分推定システムが記載されている。この気分推定システムは、心拍情報のみに基づいて、対象者の気分を第一気分値として簡易的に推定する。そして、この気分推定システムは、第一気分値が所定の設定範囲から逸脱した場合に限り、心拍情報及びその他の情報に基づいて第二気分値を推定する。
In relation to estimation of a person's (subject's) state, for example,
対象者の状態の推定の1つとして、対象者の眠気の推定が挙げられる。対象者の眠気をする際、推定精度の低下を軽減できることが好ましい。 One method of estimating a subject's condition is estimating the drowsiness of the subject. It is preferable to be able to reduce the decrease in estimation accuracy when the subject is drowsy.
本発明の目的の一例は、上述の課題を解決することのできる眠気推定情報補正装置、眠気推定装置、眠気推定情報補正方法、眠気推定方法およびプログラムを提供することである。 An example of an object of the present invention is to provide a drowsiness estimation information correction device, a drowsiness estimation device, a drowsiness estimation information correction method, a drowsiness estimation method, and a program that can solve the above problems.
本発明の第1の態様によれば、眠気推定情報補正装置は、対象者の開眼度を所定の頻度で繰り返し測定した時系列データから、所定の時間幅ごとにその時間幅内での閉眼割合を求めたデータを眠気推定情報として取得する眠気推定情報取得手段と、前記眠気推定情報を、前記対象者の周囲環境における湿度を示す湿度情報で補正した補正後眠気推定情報を算出する眠気推定情報補正手段と、を備える。 According to the first aspect of the present invention, the drowsiness estimation information correcting apparatus obtains, from time-series data obtained by repeatedly measuring the degree of eye opening of a subject at a predetermined frequency, the percentage of closed eyes within each predetermined time period. Drowsiness estimation information acquiring means for acquiring data obtained by obtaining Drowsiness estimation information as drowsiness estimation information ; and Drowsiness estimation information calculating post-correction drowsiness estimation information obtained by correcting the drowsiness estimation information with humidity information indicating the humidity in the surrounding environment of the subject. and a correction means.
本発明の第2の態様によれば、眠気推定装置は、対象者の瞼の動き情報を取得する瞼動き情報取得手段と、前記瞼の動き情報と、前記対象者の周囲環境における湿度を示す湿度情報とに基づいて、前記対象者の眠気推定情報として、前記対象者の開眼度を所定の頻度で繰り返し測定した時系列データから、所定の時間幅ごとにその時間幅内での閉眼割合を求めたデータを算出する眠気推定手段と、を備える。 According to the second aspect of the present invention, the drowsiness estimation device includes eyelid movement information acquisition means for acquiring eyelid movement information of a subject, the eyelid movement information, and humidity in the surrounding environment of the subject. Based on the humidity information, as the drowsiness estimation information of the subject, from the time-series data obtained by repeatedly measuring the degree of eye opening of the subject at a predetermined frequency, the rate of eye closure within the time period is calculated for each predetermined time period. a drowsiness estimation means for calculating the obtained data .
本発明の第3の態様によれば、眠気推定情報補正方法は、コンピュータによって、対象者の開眼度を所定の頻度で繰り返し測定した時系列データから、所定の時間幅ごとにその時間幅内での閉眼割合を求めたデータを眠気推定情報として取得し、前記眠気推定情報を、前記対象者の周囲環境における湿度を示す湿度情報で補正した補正後眠気推定情報を算出する、ことを含む。 According to the third aspect of the present invention, a method for correcting drowsiness estimation information is performed by a computer, from time-series data obtained by repeatedly measuring the degree of eye opening of a subject at a predetermined frequency, for each predetermined time period, within that time period. data obtained by calculating the closed-eye ratio of the subject as drowsiness estimation information , and calculating post-correction drowsiness estimation information by correcting the drowsiness estimation information with humidity information indicating the humidity in the surrounding environment of the subject.
本発明の第4の態様によれば、眠気推定方法は、コンピュータによって、対象者の瞼の動き情報を取得し、前記瞼の動き情報と、前記対象者の周囲環境における湿度を示す湿度情報とに基づいて、前記対象者の眠気推定情報として、前記対象者の開眼度を所定の頻度で繰り返し測定した時系列データから、所定の時間幅ごとにその時間幅内での閉眼割合を求めたデータを算出する、ことを含む。 According to a fourth aspect of the present invention, a method for estimating drowsiness comprises acquiring eyelid movement information of a subject by a computer, and generating the eyelid movement information and humidity information indicating the humidity in the surrounding environment of the subject. Based on, as the drowsiness estimation information of the subject, from the time-series data obtained by repeatedly measuring the degree of eye opening of the subject at a predetermined frequency, data obtained by calculating the percentage of eye closure within the time period for each predetermined time period including calculating
本発明の第5の態様によれば、プログラムは、コンピュータに、対象者の開眼度を所定の頻度で繰り返し測定した時系列データから、所定の時間幅ごとにその時間幅内での閉眼割合を求めたデータを眠気推定情報として取得し、前記眠気推定情報を、前記対象者の周囲環境における湿度を示す湿度情報で補正した補正後眠気推定情報を算出する、ことを実行させるプログラムである。 According to the fifth aspect of the present invention, the program causes the computer to calculate, for each predetermined time period, the percentage of closed eyes within that time period from the time-series data obtained by repeatedly measuring the degree of eye opening of the subject at a predetermined frequency. A program for acquiring the obtained data as drowsiness estimation information , and calculating post-correction drowsiness estimation information by correcting the drowsiness estimation information with humidity information indicating the humidity in the surrounding environment of the subject. .
本発明の第6の態様によれば、プログラムは、コンピュータに、対象者の瞼の動き情報を取得し、前記瞼の動き情報と、前記対象者の周囲環境における湿度を示す湿度情報とに基づいて、前記対象者の眠気推定情報として、前記対象者の開眼度を所定の頻度で繰り返し測定した時系列データから、所定の時間幅ごとにその時間幅内での閉眼割合を求めたデータを算出する、ことを実行させるプログラムである。 According to a sixth aspect of the present invention, a program acquires eyelid movement information of a subject in a computer, based on the eyelid movement information and humidity information indicating the humidity in the surrounding environment of the subject. Then, as the drowsiness estimation information of the subject, from the time-series data obtained by repeatedly measuring the degree of eye opening of the subject at a predetermined frequency, data obtained by obtaining the percentage of closed eyes within each predetermined time period is calculated. It is a program that makes you do things.
この発明の実施形態によれば、対象者の眠気を推定する際、推定精度の低下を軽減できる。 According to the embodiment of the present invention, when estimating the drowsiness of the subject, it is possible to reduce the decrease in estimation accuracy.
以下、本発明の実施形態を説明するが、以下の実施形態は請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。 Embodiments of the present invention will be described below, but the following embodiments do not limit the invention according to the claims. Also, not all combinations of features described in the embodiments are essential for the solution of the invention.
<第1実施形態>
図1は、第1実施形態に係る覚醒度制御システムの機能構成の例を示す概略ブロック図である。図1に示す構成で、覚醒度制御システム1は、カメラ11と、湿度センサ12と、眠気推定装置13と、眠気推定情報補正装置14と、覚醒度制御装置15と、環境制御装置16とを備える。<First Embodiment>
FIG. 1 is a schematic block diagram showing an example of the functional configuration of the wakefulness control system according to the first embodiment. With the configuration shown in FIG. 1, the
覚醒度制御システム1は、人(対象者)の眠気を推定し、推定結果に基づいて対象者の覚醒度を制御する。ここでいう対象者は、眠気推定の対象となる人である。また、ここでいう覚醒度は、眠気の弱さを示す程度である。すなわち、覚醒度が高いとは、眠気が弱い(眠気が小さい)ことであり、覚醒度が低いとは、眠気が強い(眠気が大きい)ことである。
The
特に、覚醒度制御システム1は、対象者の周囲環境における湿度を反映させた眠気推定情報である補正後眠気推定情報を算出する。そして、覚醒度制御システム1は、得られた補正後眠気推定情報に基づいて、対象者の覚醒度を制御する。ここでいう対象者の周囲環境は、対象者が位置する空間の環境である。ここでいう環境は空間の状態のことであり、ここでいう環境には、湿度が含まれる。
In particular, the
ここでいう眠気推定情報は、眠気推定で推定された眠気の程度を示す情報である。眠気推定情報がとり得る値には大小関係が規定される。眠気の程度が、眠気推定情報の値の大小で示される。
例えば、眠気推定情報の値が、眠気の程度を分類するクラスうち何れか1つのクラスを示すようになっていてもよい。このように眠気推定情報の値が眠気の程度のクラスを示す場合は、眠気推定情報が離散値をとる場合の例に該当する。
あるいは、眠気推定情報が、眠気の程度を数値で示すようになっていてもよい。眠気推定情報が連続値をとる場合の例として、眠気推定情報が[0,1]など所定区間の実数値をとる場合が挙げられる。[0,1]は、0から1までの間の値であることを示す。The drowsiness estimation information here is information indicating the degree of drowsiness estimated in the drowsiness estimation. A magnitude relationship is defined for values that the drowsiness estimation information can take. The degree of drowsiness is indicated by the magnitude of the drowsiness estimation information value.
For example, the value of the drowsiness estimation information may indicate one of the classes for classifying the degree of drowsiness. When the value of the drowsiness estimation information indicates the class of degree of drowsiness in this way, it corresponds to an example in which the drowsiness estimation information takes discrete values.
Alternatively, the drowsiness estimation information may indicate the degree of drowsiness numerically. As an example of the case where the drowsiness estimation information takes a continuous value, there is a case where the drowsiness estimation information takes a real value in a predetermined interval such as [0, 1]. [0,1] indicates a value between 0 and 1.
例えば、対象者が自動車、鉄道車両、船舶または航空機等の乗り物の運転者または操縦者である場合、対象者の周囲環境は、自動車の車内、鉄道の車内、船内、機内等、その乗り物内の環境であってもよい。あるいは、対象者の周囲環境は、運転席または操縦席の環境であるなど、その乗り物内のうちの一部の空間の環境であってもよい。
また、対象者が、室内で作業を行う作業者である場合、対象者の周囲環境は、対象者が在室する室内の環境であってもよい。あるいは、対象者の周囲環境は、対象者の席の環境であるなど、室内のうちの一部の空間の環境であってもよい。For example, if the subject is a driver or operator of a vehicle such as an automobile, railway vehicle, ship or aircraft, the subject's surrounding environment may It can be the environment. Alternatively, the subject's ambient environment may be the environment of some space within the vehicle, such as the environment of the driver's seat or cockpit.
Further, when the target person is a worker who works indoors, the surrounding environment of the target person may be the indoor environment in which the target person is in the room. Alternatively, the surrounding environment of the subject may be the environment of a part of the room, such as the environment of the seat of the subject.
カメラ11は、対象者の目の画像を含む画像を撮像する。
例えば、対象者が自動車、鉄道車両、船舶または航空機等の乗り物の運転者または操縦者である場合、カメラ11が運転席または操縦席の前方に、運転席または操縦席に向けて設置され、運転者または操縦者の顔を撮像するようにしてもよい。The
For example, when the target person is a driver or operator of a vehicle such as an automobile, a railroad vehicle, a ship, or an aircraft, the
あるいは、対象者が、室内でディスプレイ(表示装置)を見ながら作業を行う作業者である場合、カメラ11が、対象者が使用するディスプレイに設けられ、ディスプレイの前に位置する対象者の顔を撮像するようにしてもよい。
カメラ11が、動画像を撮像するようにしてもよい。あるいは、カメラ11が、例えば5秒周期など周期的に静止画像を撮像するようにしてもよい。Alternatively, when the subject is a worker who works while looking at a display (display device) indoors, the
The
カメラ11が、撮像した画像を示す画像データを出力するようにしてもよい。この場合、カメラ11が出力する画像データは、対象者の瞼の動き情報の例に該当する。瞼の動き情報は、瞼の動きを示す情報である。瞼の動き情報を、瞼動き情報、または、単に動き情報とも称する。
The
あるいは、カメラ11が画像処理機能を有し、撮像した画像から瞼の動きの特徴量を抽出して、抽出した特徴量の時系列情報を出力するようにしてもよい。この場合、カメラ11が出力する特徴量は、対象者の瞼の動き情報の例に該当する。瞼の動きを示す特徴量(瞼の動きの特徴量)として、ある期間に目が開いている程度を示す情報、瞬きの回数を示す情報、または、目を閉じている時間を示す情報、あるいはこれらの組み合わせなど、いろいろな情報を用いることができる。このように、カメラ11が抽出する特徴量は、特定のものに限定されない。また、動き情報を抽出する処理は、カメラ11と異なる装置を用いて実現されていてもよい。
例えば、眠気推定装置13の処理の説明で後述する特徴量を、カメラ11が抽出するようにしてもよい。すなわち、カメラ11と眠気推定装置13との何れが特徴量の抽出を行うようしてもよい。Alternatively, the
For example, the
眠気推定装置13は、カメラ11が出力する対象者の瞼の動き情報に基づいて、対象者の眠気を推定する。具体的には、眠気推定装置13は、対象者の眠気推定情報を算出し出力する。上記のように、眠気推定情報は、眠気の度合いを値の大小で示す情報である。眠気が強いほど眠気推定情報の値が大きくなるように定義されていてもよい。あるいは、眠気が強いほど眠気推定情報の値が小さくなるように定義されていてもよい。
The
眠気推定装置13が行う処理の例について後述する。ただし、眠気推定装置13は、対象者の瞼の動きに基づいて対象者の眠気推定情報を算出するものであればよく、特定のものに限定されない。既設の眠気推定装置を眠気推定装置13として用いるようにしてもよい。
眠気推定装置13は、眠気推定情報取得部(眠気推定情報取得手段)の例に該当する。An example of processing performed by the
The
湿度センサ12は、湿度を測定するセンサであり、湿度情報を出力する。ここでいう湿度情報は、湿度を示す情報(湿度の高さを示す情報)である。
湿度センサ12が、直近の湿度測定値そのものを湿度情報として出力するようにしてもよい。あるいは、湿度センサ12が、予め定められた時間窓THで湿度測定値を平均した値を湿度情報として出力するなど、湿度測定値を加工した値を湿度測定値として出力するようにしてもよい。The
The
湿度センサ12が出力する湿度情報は、対象者の周囲環境における湿度を示す情報として用いられる。
湿度センサ12の設置位置は、対象者が位置する空間の湿度を測定可能な位置であればよく、特定の位置に限定されない。湿度センサ12の設置位置が、対象者の目に近い位置であればより好ましいが、実施形態はこのような例に限定されない。The humidity information output by the
The installation position of the
例えば、対象者が自動車、鉄道車両、船舶または航空機等の乗り物の運転者または操縦者である場合、湿度センサ12が、自動車の車内、鉄道の車内、船内、機内等、その乗り物内に設置されていてもよい。特に、湿度センサ12が、運転席または操縦席に設置されていてもよい。
また、対象者が、室内で作業を行う作業者である場合、湿度センサ12が、対象者が在室する室内に設置されていてもよい。特に、湿度センサ12が、対象者の席に設置されていてもよい。For example, if the target person is a driver or operator of a vehicle such as an automobile, a railway vehicle, a ship, or an aircraft, the
Moreover, when the subject is a worker who works indoors, the
湿度センサ12が、対象者の目の高さに設置されていてもよい。あるいは、湿度センサ12が、対象者の胸の高さに設置されていてもよい。
湿度センサ12が、相対湿度[%]を測定するようにしてもよい。あるいは、湿度センサ12が絶対湿度[g/m3]を測定するようにしてもよい。A
The
湿度センサ12は、定期的に湿度を測定して湿度情報を出力する。湿度センサ12が湿度を測定する時間間隔は特定のものに限定されない。例えば、湿度センサ12が、数分から数十分ほどの定周期で湿度を測定し、測定する毎に湿度情報を出力するようにしてもよい。
The
眠気推定情報補正装置14は、眠気推定装置13が算出する眠気推定情報に対して、対象者の周囲環境における湿度を反映させる補正を行う。
ここで、眠気推定の実験を行った結果、人の瞼の動きと、その人の周囲環境における湿度との間に関係があることが判明した。この関係により、周囲環境の状態によっては、眠気の推定精度が低下してしまうことが判明した。The drowsiness estimation
Here, as a result of conducting an experiment to estimate drowsiness, it was found that there is a relationship between the movement of a person's eyelids and the humidity in the surrounding environment of the person. Based on this relationship, it has been found that the accuracy of drowsiness estimation decreases depending on the state of the surrounding environment.
特に、周囲環境における湿度が低い場合、目の渇きから瞼の動きが通常時よりも多くなり、実際よりも強い眠気と推定されてしまうという結果となった。
そこで、眠気推定情報補正装置14は、眠気推定装置13が算出する眠気推定情報に対して、対象者の周囲環境における湿度を反映させる補正を行う。これにより、覚醒度制御システム1では、対象者の眠気推定情報を算出する際、周囲環境の影響による推定精度の低下を軽減できる。具体的には、覚醒度制御システム1では、対象者の周囲環境における湿度の影響によって眠気の推定精度が低下することを軽減できる。In particular, when the humidity in the surrounding environment is low, eyelids move more than usual due to the dryness of the eyes, resulting in a more intense drowsiness than is actually the case.
Therefore, the drowsiness estimation
なお、瞼の動きが多くなることは、瞼が動く回数が増えること、瞼が開く程度が大きくなること(すなわち、より目を見開くこと)、瞼が動く速度が速くなること、瞬き1回あたりの瞼を閉じている時間が長くなること、のうち何れかであってもよいし、これらの組み合わせであってもよい。 It should be noted that increased eyelid movement means an increase in the number of eyelid movements, an increase in the extent to which the eyelids open (i.e., opening the eyes more), an increase in the speed of eyelid movement, and an increase in eyelid movement per blink. or a combination thereof.
図2は、眠気推定装置13および眠気推定情報補正装置14におけるデータの入出力の例を示す図である。
図2の例で、眠気推定装置13は、瞼動き情報を取得する。上述したように、眠気推定装置13が、瞼の画像を含む画像データを瞼動き情報として取得するようにしてもよい。
あるいは、眠気推定装置13が、瞼の動きの特徴量を瞼動き情報として取得するようにしてもよい。FIG. 2 is a diagram showing an example of data input/output in the
In the example of FIG. 2, the
Alternatively, the
眠気推定装置13は、取得した瞼動き情報を眠気推定モデルに適用して、眠気推定情報を算出する。眠気推定モデルは、瞼動き情報の入力に対して眠気推定情報を出力するモデルである。
眠気推定装置13が備える眠気推定モデルの表現形式は、特定の形式に限定されない。
例えば、眠気推定装置13が、数式の形式で表現された眠気推定モデルを備えるようにしてもよいが、実施形態はこのような例に限定されない。The
The expression format of the drowsiness estimation model provided in the
For example, the
眠気推定情報補正装置14は、眠気推定装置13が算出した眠気推定情報と、湿度情報とを取得する。眠気推定情報補正装置14が、湿度測定値そのものを湿度情報として取得するようにしてもよい。あるいは、眠気推定情報補正装置14が、湿度測定値を加工した値を湿度情報として取得するようにしてもよい。
眠気推定情報補正装置14は、取得した眠気推定情報と湿度情報とを補正モデルに適用することで、眠気推定情報に対して湿度の影響を加味する補正を行い、補正後の眠気推定情報を出力する。補正モデルは、眠気推定情報と湿度情報との入力に対して補正後の眠気推定情報を出力するモデルである。The sleepiness estimation
The drowsiness estimation
眠気推定情報補正装置14が備える補正モデルの表現形式は、特定の形式に限定されない。例えば、眠気推定情報補正装置14が、数式の形式で表現された補正モデルを備えるようにしてもよいが、実施形態はこのような例に限定されない。
眠気推定情報補正装置14が出力する補正後の眠気推定情報を、補正後眠気推定情報と称する。The representation format of the correction model provided in the drowsiness estimation
The corrected drowsiness estimation information output by the drowsiness estimation
図3は、眠気推定情報補正装置14の機能構成の例を示す概略ブロック図である。図3に示す構成で、眠気推定情報補正装置14は、第1通信部110と、第1記憶部180と、第1制御部190とを備える。第1記憶部180は、補正モデル記憶部181を備える。第1制御部190は、眠気推定情報補正部191を備える。
第1通信部110は、他の装置と通信を行う。特に、第1通信部110は、眠気推定情報を眠気推定装置13から受信する。また、第1通信部110は、湿度情報を湿度センサ12から受信する。また、第1通信部110は、補正後眠気推定情報を覚醒度制御装置15へ送信する。FIG. 3 is a schematic block diagram showing an example of the functional configuration of the drowsiness estimation
The
第1記憶部180は、各種情報を記憶する。第1記憶部180の機能は、覚醒度制御システム1が備える記憶デバイスを用いて実行される。
補正モデル記憶部181は、補正モデルを記憶する。上述したように、補正モデルは、眠気推定情報と湿度情報との入力に対して補正後の眠気推定情報を出力するモデルである。The
The correction model storage unit 181 stores correction models. As described above, the correction model is a model that outputs corrected drowsiness estimation information in response to inputs of drowsiness estimation information and humidity information.
第1制御部190は、眠気推定情報補正装置14の各部を制御して各種処理を実行する。第1制御部190の機能は、眠気推定情報補正装置14が備えるCPU(Central Processing Unit、中央処理装置)が、第1記憶部180からプログラムを読み出して実行することで実行される。
眠気推定情報補正部191は、眠気推定情報に対して湿度の影響を加味する補正を行って、補正後眠気推定情報を算出する。具体的には、眠気推定情報補正部191は、補正モデル記憶部181から補正モデルを読み出す。そして、眠気推定情報補正部191は、眠気推定装置13からの眠気推定情報と湿度センサ12からの湿度情報とを補正モデルに適用して、補正後眠気推定情報を取得する。The
The drowsiness estimation information correction unit 191 corrects the drowsiness estimation information so as to take into account the influence of humidity, and calculates post-correction drowsiness estimation information. Specifically, the drowsiness estimation information correction unit 191 reads the correction model from the correction model storage unit 181 . Then, the drowsiness estimation information correcting unit 191 applies the drowsiness estimation information from the
眠気推定情報補正部191が出力する補正後眠気推定情報は、連続値であってもよいし、離散値であってもよい。
図4は、眠気推定情報補正部191が連続値の補正後眠気推定情報を出力する場合の、補正の例を示す図である。図4のグラフの横軸は、相対湿度を示す。縦軸は、補正係数を示す。The post-correction sleepiness estimation information output by the sleepiness estimation information correction unit 191 may be a continuous value or a discrete value.
FIG. 4 is a diagram showing an example of correction when the drowsiness estimation information correction unit 191 outputs corrected drowsiness estimation information of continuous values. The horizontal axis of the graph in FIG. 4 indicates relative humidity. The vertical axis indicates correction coefficients.
図4は、眠気が強いほど眠気推定情報が大きい値になる場合の例を示している。また、図4の例で、補正係数値の閾値C11およびC12は、「0<C11<C12<1」と設定されている。
眠気推定情報補正部191は、湿度情報が示す湿度に図4のグラフで対応付けられている補正係数値を取得する。そして、眠気推定情報補正部191は、取得した補正係数値を眠気推定情報(補正前の値)に乗算して、補正後眠気推定情報を算出する。
図4のグラフは、補正モデルの部分の例に該当する。図4のグラフと、補正係数値を眠気推定情報に乗算する式との組み合わせは、補正モデルの例に該当する。FIG. 4 shows an example in which the drowsiness estimation information has a larger value as the drowsiness is stronger. Further, in the example of FIG. 4, the thresholds C11 and C12 of the correction coefficient values are set as "0<C11<C12<1".
The drowsiness estimation information correction unit 191 acquires a correction coefficient value associated with the humidity indicated by the humidity information in the graph of FIG. 4 . Then, the drowsiness estimation information correction unit 191 multiplies the drowsiness estimation information (the value before correction) by the acquired correction coefficient value to calculate post-correction drowsiness estimation information.
The graph in FIG. 4 corresponds to an example of the correction model portion. The combination of the graph in FIG. 4 and the formula for multiplying the drowsiness estimation information by the correction coefficient value corresponds to an example of the correction model.
ここで、湿度が低い場合、対象者が目の乾きを感じて瞬きまたは目を閉じる動作を繰り返すことにより、眠気推定情報が実際の眠気(例えば、対象者が体感している眠気)よりも大きい値となる傾向にある。
そこで、眠気推定情報補正部191は、湿度が低いほど補正係数の値を小さく算出し、眠気推定情報を小さくする(眠気が弱いと推定する)ようにする。眠気推定情報補正部191による補正量(元の眠気推定情報からの減少幅)は、湿度が低いほど大きくなる。Here, when the humidity is low, the target person repeatedly blinks or closes their eyes in response to dryness of the eyes, so that the drowsiness estimation information is greater than the actual drowsiness (for example, the drowsiness experienced by the target person). tend to be valuable.
Therefore, the drowsiness estimation information correction unit 191 calculates a smaller value of the correction coefficient as the humidity is lower, and makes the drowsiness estimation information smaller (it is estimated that the drowsiness is weaker). The amount of correction by the drowsiness estimation information correction unit 191 (the amount of decrease from the original drowsiness estimation information) increases as the humidity decreases.
一方、図4のグラフで、湿度がH11以下の場合は、補正係数が一定の値(C11)となっている。湿度がある程度以下に低くなると、湿度がさらに低下しても瞼の動きに対する湿度の影響は同様と考えられるためである。
また、図4のグラフで、湿度がH12以上の場合は、補正係数が一定の値(C12)となっている。湿度がある程度以上に高くなると、湿度がさらに高くなっても瞼の動きに対する湿度の影響は同様と考えられるためである。On the other hand, in the graph of FIG. 4, when the humidity is H11 or less, the correction coefficient is a constant value (C11). This is because when the humidity drops below a certain level, even if the humidity drops further, the influence of the humidity on the movement of the eyelids is considered to be the same.
Further, in the graph of FIG. 4, when the humidity is H12 or higher, the correction coefficient is a constant value (C12). This is because when the humidity rises above a certain level, even if the humidity increases further, the influence of the humidity on the movement of the eyelids is considered to be the same.
ただし、図4に示す補正方法は一例であり、実施形態はこのような例に限定されない。例えば、図4では眠気推定情報補正部191が区分線形関数を用いて補正を行う例を示しているが、非線形関数を用いて補正を行うようにしてもよい。ここで、Eを補正前の眠気推定情報とし、E’を補正後眠気推定情報とし、Hを湿度とし、fを非線形関数として、眠気推定情報補正部191による眠気推定情報の補正を「E’=f(E,H)」と表記する。E’がEよりも小さくなり、かつ、Hが小さくなるほどE-E’が大きくなるいろいろな非線形関数fを、眠気推定情報補正部191による眠気推定情報の補正に用いることができる。 However, the correction method shown in FIG. 4 is an example, and the embodiment is not limited to such an example. For example, although FIG. 4 shows an example in which the drowsiness estimation information correction unit 191 performs correction using a piecewise linear function, correction may be performed using a nonlinear function. Here, E is the drowsiness estimation information before correction, E′ is the drowsiness estimation information after correction, H is humidity, f is a nonlinear function, and the correction of the drowsiness estimation information by the drowsiness estimation information correction unit 191 is “E′ =f(E,H)”. Various non-linear functions f, in which E' becomes smaller than E and E-E' becomes larger as H becomes smaller, can be used for correcting the drowsiness estimation information correction unit 191. FIG.
この場合も図4の例と同様、湿度が下限閾値以下の場合はE-E’の値が変化しない(補正量が変化しない)ようになっていてもよい。図4の例では、H11が下限閾値の例に該当する。
また、図4の例と同様、湿度が上限閾値以上の場合はE-E’の値が変化しない(補正量が変化しない)ようになっていてもよい。図4の例では、H12が上限閾値の例に該当する。Also in this case, as in the example of FIG. 4, the value of EE' may not change (the correction amount may not change) when the humidity is equal to or lower than the lower limit threshold. In the example of FIG. 4, H11 corresponds to an example of the lower limit threshold.
Further, as in the example of FIG. 4, the value of EE' may not change (the correction amount may not change) when the humidity is equal to or higher than the upper limit threshold. In the example of FIG. 4, H12 corresponds to an example of the upper limit threshold.
図5は、眠気推定情報補正部191が離散値の補正後眠気推定情報を出力する場合の、補正の例を示す図である。図5に示すデータテーブルは、補正モデルの例に該当する。
図5は、湿度情報が示す湿度(相対湿度)と、眠気推定情報のクラス分けに用いる閾値との対応関係の例を示している。図5の例では、相対湿度Hが、「0%≦H<40%」の場合、閾値として、TH1
1、TH2
1、TH3
1、TH4
1の4つの閾値を用いる。相対湿度Hが、「40%≦H<60%」の場合、閾値として、TH1
2、TH2
2、TH3
2、TH4
2の4つの閾値を用いる。相対湿度Hが、「60%≦H≦100%」の場合、閾値として、TH1
3、TH2
3、TH3
3、TH4
3の4つの閾値を用いる。
ここで、iを「1≦i≦3」を満たす整数とし、jを「1≦j≦3」を満たす整数として、THi
jと、THi+1
jとの関係は、式(1)のように示される。FIG. 5 is a diagram showing an example of correction when the drowsiness estimation information correction unit 191 outputs corrected drowsiness estimation information of discrete values. The data table shown in FIG. 5 corresponds to an example of a correction model.
FIG. 5 shows an example of a correspondence relationship between the humidity (relative humidity) indicated by the humidity information and the threshold used for classifying the sleepiness estimation information. In the example of FIG. 5, four thresholds TH 1 1 , TH 2 1 , TH 3 1 , and TH 4 1 are used when the relative humidity H is "0%≦H<40%". When the relative humidity H is "40%≦H<60%", four thresholds TH 1 2 , TH 2 2 , TH 3 2 , and TH 4 2 are used as thresholds. When the relative humidity H is "60%≦H≦100%", four thresholds TH 1 3 , TH 2 3 , TH 3 3 , and TH 4 3 are used as thresholds.
Here, i is an integer that satisfies "1 ≤ i ≤ 3" and j is an integer that satisfies "1 ≤ j ≤ 3", and the relationship between TH i j and TH i+1 j is as shown in equation (1). shown in
この閾値を眠気推定情報に適用することで、対象者の眠気は、5段階の何れかと推定される。
また、眠気が強いほど眠気推定情報が大きく算出される場合、iを「1≦i≦3」を満たす整数とし、jを「1≦j≦3」を満たす整数として、THi
jと、THi
j+1との関係は、式(2)のように示される。By applying this threshold to the drowsiness estimation information, the subject's drowsiness is estimated to be one of five levels.
Further, when the drowsiness estimation information is calculated to be larger as the drowsiness is stronger, i is an integer satisfying “1≦i≦3” and j is an integer satisfying “1≦j≦3”, and TH i j and TH The relationship with i j+1 is shown as Equation (2).
これにより、補正前の眠気推定情報が示す眠気の強さが同じであれば、湿度が低いほど、補正後眠気推定情報が示す眠気の強さは弱くなる。
あるいは、眠気が強いほど眠気推定情報が小さく算出される場合は、式(2)に代えて式(3)の関係が成り立つように閾値を設定する。Thus, if the level of drowsiness indicated by the pre-correction drowsiness estimation information is the same, the lower the humidity, the weaker the drowsiness level indicated by the post-correction drowsiness estimation information.
Alternatively, if the sleepiness estimation information is calculated to be smaller as the sleepiness increases, the threshold is set so that the relationship of Equation (3) holds instead of Equation (2).
これにより、補正前の眠気推定情報が示す眠気の強さが同じであれば、湿度が低いほど、補正後眠気推定情報が示す眠気の強さは弱くなる。 Thus, if the level of drowsiness indicated by the pre-correction drowsiness estimation information is the same, the lower the humidity, the weaker the drowsiness level indicated by the post-correction drowsiness estimation information.
環境制御装置16は、対象者の周囲環境における物理量を変化させる装置である。ここでの、対象者の周囲環境における物理量は、対象者の眠気に影響を及ぼす物理量であればよい。例えば、環境制御装置16が空調装置であり、対象者の周囲環境における温度(空気温度)を調整するようにしてもよい。あるいは、環境制御装置16が照明装置であり、対象者の周囲環境における明るさを調整するようにしてもよい。
The
覚醒度制御装置15は、環境制御装置16を制御することで、対象者の覚醒度を制御する。ここでいう覚醒度は眠気と対の概念であり、覚醒度が高いほど眠気が弱い。例えば、対象者の覚醒度が低い(眠気が強い)場合、覚醒度制御装置15が、環境制御装置16を制御して、対象者の覚醒度を高める(眠気を弱くする)ようにしてもよい。
The arousal
図6は、第1実施形態に係る運転制御システムの機能構成の例を示す概略ブロック図である。図6に示す構成で、運転制御システム2は、カメラ11と、湿度センサ12と、眠気推定装置13と、眠気推定情報補正装置14と、運転制御装置21と、運転装置22とを備える。
図6の各部のうち、図1の各部に対応して同様の機能を有する部分に同一の符号(11、12、13、14)を付して説明を省略する。FIG. 6 is a schematic block diagram showing an example of the functional configuration of the operation control system according to the first embodiment. With the configuration shown in FIG. 6 , the
6, the same reference numerals (11, 12, 13, 14) are given to the parts having the same functions as those in FIG. 1, and the description thereof is omitted.
運転制御システム2は、例えば自動車、鉄道車両、船舶または航空機等の乗り物の運転を制御する。具体的には、運転制御システム2は、制御対象の乗り物の運転者または操縦者を対象者として、対象者の眠気を推定する。運転制御システム2は、対象者の眠気が所定の条件以上に強いと判定した場合、対象者が眠気によって適切な運転または操縦を行えない場合に対応するように、制御対象の乗り物の制御を行う。例えば、運転制御システム2が、制御対象の乗り物の速度を制限して制動距離を短くする、あるいは、制御対象の乗り物の運転を自動運転に切り替えるようにしてもよいが、運転制御システム2による制御対象の乗り物の制御は、これらに限定されない。
The
運転装置22は、エンジンまたはモータなど制御対象の乗り物の駆動装置、制御対象の乗り物の制動装置(ブレーキ)、または、制御対象の乗り物の操舵装置の何れか、あるいはこれらの組み合わせを含み、運転制御装置21の制御対象となる。
The driving
運転制御装置21は、眠気推定情報補正装置14からの補正後眠気推定情報に基づいて、対象者の眠気が所定の条件以上に強いか否かを判定する。運転制御装置21が、補正後眠気推定情報と所定の閾値とを比較して、対象者の眠気が閾値以上に強いか否かを判定するようにしてもよいが、実施形態はこのような例に限定されない。
対象者の眠気が所定の条件以上に強いと判定した場合、運転制御装置21は、対象者が眠気によって適切な運転または操縦を行えない場合に対応するように、運転装置22を制御する。Based on the post-correction drowsiness estimation information from the drowsiness estimation
When it is determined that the subject's drowsiness exceeds a predetermined condition, the
例えば、運転装置22が、駆動装置または制動装置の少なくとも何れか一方を含み、運転制御装置21が、制御対象の乗り物の速度を制限するように運転装置22を制御するようにしてもよい。例えば、運転装置22が、制御対象の乗り物の速度が一定の速度またはそれ以下になるように、運転装置22を制御するようにしてもよい。あるいは、運転制御装置21が、制御対象の乗り物を減速させるように、運転装置22を制御するようにしてもよい。
For example, the driving
あるいは、運転装置22が制動装置を含み、運転制御装置21が、制動装置をプレフィルさせるように運転装置22を制御するようにしてもよい。ここでいう制動装置をプレフィルするとは、制動装置の遊びを詰めてブレーキ動作の際の動作開始を早めることである。
あるいは、運転装置22が、制御対象の乗り物の駆動装置、制動装置および操舵装置を含み、運転制御装置21が、運転装置22を制御して制御対象の乗り物の自動運転を行うようにしてもよい。Alternatively, the operating
Alternatively, the driving
運転制御装置21が、アンチロックブレーキシステム、自動ブレーキプレフィルシステム、ブレーキアシストシステム、衝突軽減ブレーキシステム等のブレーキシステムとして構成されていてもよい。あるいは、運転制御装置21が、クルーズコントロールシステムとして構成されていてもよい。ここでいうクルーズコントロールシステムは、制御対象の乗り物の速度を一定に保つシステムである。あるいは、運転制御装置21が、自動運転システムとして構成されていてもよい。あるいは、運転制御装置21が、これらのシステムとは別のシステムとして構成されていてもよい。
The
図7は、第1実施形態に係る警報システムの機能構成の例を示す概略ブロック図である。図7に示す構成で、警報システム3は、カメラ11と、湿度センサ12と、眠気推定装置13と、眠気推定情報補正装置14と、警報装置31とを備える。
図7の各部のうち、図1の各部に対応して同様の機能を有する部分に同一の符号(11、12、13、14)を付して説明を省略する。FIG. 7 is a schematic block diagram showing an example of the functional configuration of the alarm system according to the first embodiment; With the configuration shown in FIG. 7 , the
7, the same reference numerals (11, 12, 13, 14) are given to the parts having the same functions as those in FIG. 1, and the description thereof is omitted.
警報システム3は、対象者の眠気を推定し、眠気が所定の条件以上に強いと判定した場合に警報を出力するシステムである。
例えば、対象者が、自動車、鉄道車両、船舶または航空機等の乗り物の運転者または操縦者であってもよい。この場合、警報システム3が警報を出力することで、少なくとも一時的に対象者の眠気を低減させ(すなわち覚醒させ)、対象者が眠気によって適切な運転を行えない可能性を低減させることができる。The
For example, the subject may be a driver or operator of a vehicle such as an automobile, rail vehicle, ship or aircraft. In this case, the
警報装置31は、眠気推定情報補正装置14からの補正後眠気推定情報に基づいて、対象者の眠気が所定の条件以上に強いか否かを判定する。警報装置31が、補正後眠気推定情報と所定の閾値とを比較して、対象者の眠気が閾値以上に強いか否かを判定するようにしてもよいが、実施形態はこのような例に限定されない。
対象者の眠気が所定の条件以上に強いと判定した場合、警報装置31は警報を出力する。Based on the corrected sleepiness estimation information from the sleepiness estimation
When it is determined that the subject's drowsiness exceeds a predetermined condition, the
警報装置31が警報を出力する方法は、特定の方法に限定されない。例えば、警報装置31が、スピーカまたはブザー等の音声出力装置を備え、警報メッセージまたは警報音を出力するようにしてもよい。あるいは、警報装置31が、ディスプレイに警報メッセージを表示する、またはランプを点灯させるなど、警報を視覚的に出力するようにしてもよい。警報装置31が、音による警報と視覚的な警報とを併せて出力するようにしてもよい。
警報システム3が、乗り物を安全な場所へ移動させて睡眠をとるように促すメッセージを出力するようにしてもよい。A method for outputting an alarm by the
The
図1の構成例のように眠気推定情報補正装置14を設ける構成によれば、眠気推定装置13による眠気推定情報の算出の処理を機械学習する場合に、瞼の動きを示す特徴量と、その動きのときの覚醒度とを組み合わせた情報を学習データとして用いることができる。
特に、眠気推定情報補正装置14を設ける構成によれば、眠気推定装置13による眠気推定情報の算出の処理の機械学習と、眠気推定情報補正装置14による補正の処理の機械学習とを、別々の機械学習処理とすることができる。したがって、眠気推定装置13による眠気推定情報の算出の処理の機械学習では、湿度情報は不要である。According to the configuration in which the drowsiness estimation
In particular, according to the configuration in which the drowsiness estimation
ここで、対象者の瞼の動きに加えて湿度と対象者の眠気との関係についての研究報告は見当たらない。したがって、対象者の瞼の動きに加えて湿度と対象者の眠気との関係を示すデータは見当たらない。 Here, there are no research reports on the relationship between subject's drowsiness and humidity in addition to subject's eyelid movement. Therefore, no data are found that show the relationship between subject's eyelid movement and humidity and subject's drowsiness.
眠気推定情報補正装置14を設ける構成によれば、眠気推定装置13による眠気推定情報の算出の処理の機械学習については、作成済みのモデルを用いることができ、新たにデータを取得する必要が無い。
あるいは、眠気推定装置13として、対象者の瞼の動きに基づいて眠気推定情報を算出する装置を用いることができる。すなわち、眠気推定モデルとして一般的に知られているモデルを用いることができる。この場合、眠気推定装置13による眠気推定情報の算出の処理の機械学習を新たに行う必要が無い。According to the configuration in which the drowsiness estimation
Alternatively, as the
以上のように、眠気推定装置13は、対象者の瞼の動きに基づく眠気推定情報を取得する。眠気推定情報補正部191は、眠気推定情報を、対象者の周囲環境における湿度を示す湿度情報で補正した補正後眠気推定情報を算出する。
これにより、眠気推定情報補正装置14では、対象者の眠気を推定する際、推定精度の低下を軽減できる。特に、眠気推定情報補正装置14では、対象者の周囲環境における湿度の影響によって眠気の推定精度が低下してしまうことを回避または軽減できる。As described above, the
As a result, the drowsiness estimation
また、眠気推定情報補正部191は、湿度が低いほど補正後眠気推定情報が小さくなるように補正を行う。
これにより、眠気推定情報補正装置14では、対象者が目の乾燥を感じて瞬きする。あるいは、目を閉じるといった動作によって眠気を実際よりも強く判定してしまうことを軽減できる。In addition, the drowsiness estimation information correction unit 191 performs correction so that the post-correction drowsiness estimation information becomes smaller as the humidity is lower.
As a result, in the drowsiness estimation
また、眠気推定情報補正部191は、湿度が上限閾値より大きい場合、湿度が上限閾値の場合と同じ補正量の補正を行う。
これにより、眠気推定情報補正装置14は、湿度が上限閾値より大きい場合に瞼の動きへの影響が同様であることを反映して、より正確に眠気を推定することができる。Further, when the humidity is greater than the upper limit threshold, the drowsiness estimation information correction unit 191 corrects the same amount of correction as when the humidity is the upper limit threshold.
As a result, the drowsiness estimation
また、眠気推定情報補正部191は、湿度が下限閾値より小さい場合、湿度が下限閾値の場合と同じ補正量の補正を行う。
これにより、眠気推定情報補正装置14は、湿度が下限閾値より大きい場合に瞼の動きへの影響が同様であることを反映して、より正確に眠気を推定することができる。Further, when the humidity is smaller than the lower limit threshold, the drowsiness estimation information correction unit 191 corrects the same amount of correction as when the humidity is the lower limit threshold.
As a result, the drowsiness estimation
<第2実施形態>
眠気推定装置13と、眠気推定情報補正装置14とに代えて、湿度の影響を加味した眠気推定情報を出力する眠気推定装置を設けるようにしてもよい。
図8は、第2実施形態に係る覚醒度制御システムの例を示す図である。図8に示す構成で、覚醒度制御システム4は、カメラ11と、湿度センサ12と、眠気推定装置41と、覚醒度制御装置15と、環境制御装置16とを備える。
図8の各部のうち、図1の各部に対応して同様の機能を有する部分に同一の符号(11、12、15、16)を付して説明を省略する。<Second embodiment>
Instead of the
FIG. 8 is a diagram showing an example of an awakening level control system according to the second embodiment. With the configuration shown in FIG. 8 , the
8, the same reference numerals (11, 12, 15, 16) are given to the parts having the same functions as those in FIG. 1, and the description thereof is omitted.
図8の覚醒度制御システム4は、眠気推定装置13と眠気推定情報補正装置14とに代えて、眠気推定装置41が設けられている点で、図1の覚醒度制御システム1と異なる。
それ以外の点では、覚醒度制御システム4は、覚醒度制御システム1と同様である。特に、覚醒度制御システム4は、眠気推定情報として、覚醒度制御システム1の場合と同様、対象者の周囲環境における湿度を反映させた補正後眠気推定情報を算出する。そして、覚醒度制御システム4は、覚醒度制御システム1の場合と同様、算出した補正後眠気推定情報に基づいて対象者の覚醒度を制御する。The
Otherwise, the
眠気推定装置41は、補正後眠気推定情報を算出する。具体的には、眠気推定装置41は、瞼動き情報と、湿度情報との入力に対して補正後眠気推定情報を出力する眠気推定モデルを用いて、補正後眠気推定情報を算出する。
図9は、眠気推定装置41におけるデータの入出力の例を示す図である。
図9の例で、眠気推定装置41は、瞼動き情報と、湿度情報とを取得する。眠気推定装置41は、得られた瞼動き情報と湿度情報とを眠気推定モデルに適用して、眠気推定情報を算出する。眠気推定装置41は、湿度の影響が反映されたモデルを用いることで、湿度の影響が反映された眠気推定情報を算出する。The
FIG. 9 is a diagram showing an example of data input/output in the
In the example of FIG. 9, the
図10は、眠気推定装置41の機能構成の例を示す機能ブロック図である。図10に示す構成で、眠気推定装置41は、第2通信部210と、第2記憶部280と、第2制御部290とを備える。第2記憶部280は、眠気推定モデル記憶部281を備える。第2制御部290は眠気推定部291を備える。
FIG. 10 is a functional block diagram showing an example of the functional configuration of the
第2通信部210は、他の装置と通信を行う。特に、第2通信部210は、瞼動き情報をカメラ11から受信する。第2通信部210は、瞼動き情報取得部(瞼動き情報取得手段)の例に該当する。また、第2通信部210は、湿度情報を湿度センサ12から受信する。また、第2通信部210は、補正後眠気推定情報を覚醒度制御装置15へ送信する。
The
第2記憶部280は、各種情報を記憶する。第2記憶部280の機能は、覚醒度制御システム1が備える記憶デバイスを用いて実行される。
眠気推定モデル記憶部281は、瞼動き情報と、湿度情報との入力に対して補正後眠気推定情報を出力する眠気推定モデルを記憶する。この眠気推定モデルは、第1実施形態の眠気推定装置13が備える眠気推定モデルと眠気推定情報補正装置14が備える補正モデルとの組み合わせに相当する。The
The drowsiness estimation model storage unit 281 stores a drowsiness estimation model that outputs post-correction drowsiness estimation information in response to inputs of eyelid movement information and humidity information. This drowsiness estimation model corresponds to a combination of the drowsiness estimation model included in the
眠気推定モデル記憶部281が記憶する眠気推定モデルが、瞼動き情報と湿度情報との入力に対して直接(補正前の眠気推定情報を算出せずに)、補正後眠気推定情報を出力するモデルであってもよい。あるいは、眠気推定モデル記憶部281が記憶する眠気推定モデルが、瞼動き情報に基づいて補正前の眠気推定情報を算出し、湿度情報に基づいて眠気推定情報を補正することで補正後眠気推定情報を算出するモデルであってもよい。 A model in which the drowsiness estimation model stored in the drowsiness estimation model storage unit 281 outputs post-correction drowsiness estimation information directly (without calculating pre-correction drowsiness estimation information) in response to inputs of eyelid movement information and humidity information. may be Alternatively, the drowsiness estimation model stored in the drowsiness estimation model storage unit 281 calculates drowsiness estimation information before correction based on the eyelid movement information, corrects the drowsiness estimation information based on the humidity information, and calculates the drowsiness estimation information after correction. It may be a model that calculates
第2制御部290は、眠気推定装置41の各部を制御して各種処理を実行する。第2制御部290の機能は、眠気推定装置41が備えるCPUが、第2記憶部280からプログラムを読み出して実行することで実行される。
眠気推定部291は、瞼動き情報と湿度情報とに基づいて、補正後眠気推定情報を算出する。具体的には、眠気推定部291は、眠気推定モデル記憶部281から眠気推定モデルを読み出す。そして、眠気推定部291は、カメラ11からの瞼動き情報と湿度センサ12からの湿度情報とを眠気推定モデルに適用して、補正後眠気推定情報を取得する。The
The drowsiness estimation unit 291 calculates post-correction drowsiness estimation information based on the eyelid movement information and the humidity information. Specifically, the drowsiness estimation unit 291 reads the drowsiness estimation model from the drowsiness estimation model storage unit 281 . Then, the drowsiness estimation unit 291 applies the eyelid movement information from the
眠気推定部291が出力する補正後眠気推定情報は、第1実施形態の眠気推定情報補正部191が出力する補正後眠気推定情報と同様である。特に、眠気推定部291は、同一の瞼動き情報に対して、湿度が低いほど眠気推定情報を小さくする(眠気が弱いと推定する)。眠気推定部291が出力する補正後眠気推定情報は、第1実施形態の眠気推定情報補正部191が出力する補正後眠気推定情報と同様、連続値であってもよいし、離散値であってもよい。 The corrected sleepiness estimation information output by the sleepiness estimation unit 291 is the same as the corrected sleepiness estimation information output by the sleepiness estimation information correction unit 191 of the first embodiment. In particular, the drowsiness estimation unit 291 reduces the drowsiness estimation information for the same eyelid movement information as the humidity is lower (estimates that the drowsiness is weaker). The corrected drowsiness estimation information output by the drowsiness estimation unit 291 may be a continuous value or a discrete value, like the corrected drowsiness estimation information output by the drowsiness estimation information correction unit 191 of the first embodiment. good too.
図11は、第2実施形態に係る運転制御システムの例を示す図である。図11に示す構成で、運転制御システム5は、カメラ11と、湿度センサ12と、眠気推定装置41と、運転制御装置21と、運転装置22とを備える。
図11の各部のうち、図6の各部に対応して同様の機能を有する部分に同一の符号(11、12、21、22)を付して説明を省略する。FIG. 11 is a diagram showing an example of an operation control system according to the second embodiment. With the configuration shown in FIG. 11 , the driving
11, the same reference numerals (11, 12, 21, 22) are given to the parts having the same functions as those in FIG. 6, and the description thereof will be omitted.
図11の運転制御システム5は、眠気推定装置13と眠気推定情報補正装置14とに代えて、眠気推定装置41が設けられている点で、図6の運転制御システム2と異なる。それ以外の点では、運転制御システム5は、運転制御システム2と同様である。
また、図11の眠気推定装置41は、図8の眠気推定装置41と同様であり、同一の符号を付して説明を省略する。
図11の例で、眠気推定装置41は、第1実施形態の眠気推定情報補正装置14と同様の補正後眠気推定情報を算出し、運転制御システム5は、図6の運転制御システム2と同様に機能する。The
Also, the
In the example of FIG. 11, the
図12は、第2実施形態に係る警報システムの例を示す図である。図12に示す構成で、警報システム6は、カメラ11と、湿度センサ12と、眠気推定装置41と、警報装置31とを備える。
図12の各部のうち、図7の各部に対応して同様の機能を有する部分に同一の符号(11、12、31)を付して説明を省略する。FIG. 12 is a diagram showing an example of an alarm system according to the second embodiment. With the configuration shown in FIG. 12 , the
12, the same reference numerals (11, 12, 31) are given to the parts having the same functions as those in FIG. 7, and the description thereof is omitted.
図12の警報システム6は、眠気推定装置13と眠気推定情報補正装置14とに代えて、眠気推定装置41が設けられている点で、図7の警報システム3と異なる。それ以外の点では、図12の警報システム6は、図7の警報システム3と同様である。
また、図12の眠気推定装置41は、図8の眠気推定装置41と同様であり、同一の符号を付して説明を省略する。
図12の例で、眠気推定装置41は、第1実施形態の眠気推定情報補正装置14と同様の補正後眠気推定情報を算出し、警報システム6は、図7の警報システム3と同様に機能する。The
12 is the same as the
In the example of FIG. 12, the
以上のように、第2通信部210は、対象者の瞼の動き情報を取得する。また、眠気推定部291は、瞼の動き情報と、対象者の周囲環境における湿度を示す湿度情報とに基づいて、対象者の眠気推定情報を算出する。
これにより、眠気推定装置41では、対象者の眠気推定情報を算出する際、周囲環境の影響による推定精度の低下を軽減できる。As described above, the
As a result, the
<眠気推定の例>
以下、第1実施形態で説明した眠気推定装置13が行う眠気推定情報の算出の例について説明する。第2実施形態で説明した眠気推定装置41についても、瞼動き情報と湿度情報とに基づいて補正後眠気推定情報を算出する処理の一部として、以下に説明する処理と同様の処理を適用することができる。<Example of drowsiness estimation>
An example of calculation of drowsiness estimation information performed by the
[第1例]
眠気推定装置13は、動画像信号を画像処理して、対象者の開眼度を検出し、対象者の開眼度の時系列情報を取得する。開眼度は、対象者が目を開いている程度を表す情報である。開眼度は、たとえば、単位時間において目を開いている時間の割合であってもよいし、目のうち開いている部分の面積を所定期間ごとに累計した値であってもよい。ただし、開眼度は、これらの例に示される情報に限定されない。
眠気推定装置13が、左眼の開眼度および右眼の開眼度を検出して、それぞれ、左眼開眼度の時系列情報および右眼の開眼度の時系列情報を取得するようにしてもよい。この場合、眠気推定装置13が、左眼の開眼度の時系列情報と右眼の開眼度の時系列情報とを加算平均して対象者の開眼度の時系列情報を算出するようにしてもよい。[First example]
The
The
眠気推定装置13は、左眼の開眼度の時系列情報XL(t)と右眼の開眼度の時系列情報XR(t)とを加算平均して平均値を求め、その平均値を対象者の開眼度の時系列情報X(t)として出力する。したがって、対象者の開眼度の時系列情報X(t)は、式(4)のように示される。The
眠気推定装置13が、左眼の開眼度の時系列情報XL(t)、右眼の開眼度の時系列情報XR(t)、および対象者の開眼度の時系列情報X(t)の各々として、0~1の範囲の値に正規化された値を用いるようにしてもよい。The
眠気推定装置13が、開眼度の時系列情報X(t)から対象者20の瞬きによる変化を除去するようフィルタリングして、フィルタリング後の開眼度の時系列情報XF(t)を出力するようにしてもよい。このフィルタリング後の開眼度の時系列情報XF(t)は、例えば、式(5)のように示される。The
ここで、F[]は、フィルタリング処理を示す演算子である。Nはフィルタリング処理用のフレーム数を示す。
眠気推定装置13は、フィルタリング算出窓幅TN[秒]単位でフィルタリング処理を行う。フレーム数Nとフィルタリング算出窓幅TN[秒]とフレームレートfs[フレーム/秒]との間には、式(6)で示される関係がある。Here, F[] is an operator indicating filtering processing. N indicates the number of frames for filtering.
The
例えば、フレーム数Nが3、フレームレートfsが30[フレーム/秒]に等しいとき、フィルタリング算出窓幅TN[秒]は「3/30=0.1[秒]」となる。
本例では、眠気推定装置13は、フィルタリング算出窓幅TN[秒]単位でフィルタリングすることで、開眼度の時系列情報X(t)を所定の値に置換し、その置換した値をフィルタリング後の開眼度の時系列情報XF(t)として出力する。For example, when the number of frames N is 3 and the frame rate fs is equal to 30 [frames/second], the filtering calculation window width T N [seconds] is "3/30=0.1 [seconds]".
In this example, the
眠気推定装置13が、開眼度の時系列情報X(t)に加えて、あるいは代えて、左眼の開眼度の時系列情報XL(t)や右眼の開眼度の時系列情報XR(t)を用いるようにしてもよい。
例えば、眠気推定装置13は、フィルタリング算出窓幅TN[秒]単位でフィルタリングすることで、開眼度の時系列情報X(t)を所定の主値に置換し、その置換した値をフィルタリング後の開眼度の時系列情報XF(t)として出力する。In addition to or instead of the time-series information X(t) of the degree of eye openness, the
For example, the
また、眠気推定装置13は、フィルタリング算出窓幅TN[秒]単位でフィルタリングすることで、左眼の開眼度の時系列情報XL(t)を所定の第1の副値に置換し、その置換した値をフィルタリング後の左眼の開眼度の時系列情報XFL(t)として出力する。
同様に、眠気推定装置13は、フィルタリング算出窓幅TN[秒]単位でフィルタリングすることで、右眼の開眼度の時系列情報XR(t)を所定の第2の値に置換し、その置換した値をフィルタリング後の右眼の開眼度の時系列情報XFR(t)として出力する。
眠気推定装置13が、上記の3つのフィルタリングのうち1つのみを行うようにしてもよい。眠気推定装置13が行うフィルタリング処理としては、種々の方法を採用され得る。In addition, the
Similarly, the
The
次に、眠気推定装置13が行うフィルタリング処理の具体例について説明する。
眠気推定装置13によるフィルタリングは、フィルタリング算出窓幅TN[秒]が少なくとも0.1[秒]以上である場合に適用可能である(TN≧0.1)。その理由は、瞬きの時間が0.1~0.15[秒]のためである。例えば、フレームレートfsが30[フレーム/秒]の場合、フレーム数Nが3以上であるときに眠気推定装置13によるフィルタリングを適用可能である。以下では、フレーム数Nが30に等しく、フィルタリング算出窓幅TN[秒]が1[秒]である場合を例に説明するが、実施形態はこのような例に限定されない。Next, a specific example of filtering processing performed by the
Filtering by the
眠気推定装置13は、フィルタリング算出窓幅TN[秒]単位でフィルタリングを行い、開眼度の時系列情報X(t)の最大値を取得し、その取得した最大値をフィルタリング後の開眼度の時系列情報XF(t)として出力する。
眠気推定装置13は、式(7)で示されるように、フィルタリング算出窓幅TN[秒]の開眼度の時系列情報X(t)の最大値をとる。The
The
max[]は要素の最大値をとる演算子である。眠気推定装置13は、このフィルタリングにより、開眼度の時系列情報から瞬きによる変化を除去する。
また、対象者の眼が冴えている状態では、開眼度を一定に維持できる。一方、対象者が眠い状態では、開眼度を一定に維持できない。特に、対象者が眠い状態では、対象者の目が冴えている場合よりも常に開眼度が小さくなり、フィルタリングで得られる開眼度の最大値も小さくなると考えられる。対象者の眠気が強いほど、フィルタリング後の開眼度の時系列情報XF(t)の値が小さくなると考えられる。max[] is an operator that takes the maximum value of the elements. By this filtering, the
In addition, when the subject's eyes are clear, the degree of eye opening can be kept constant. On the other hand, when the subject is sleepy, the degree of eye opening cannot be kept constant. In particular, when the subject is sleepy, the degree of eye openness is always smaller than when the subject is alert, and the maximum value of the degree of eye openness obtained by filtering is also considered to be smaller. It is considered that the more drowsy the subject is, the smaller the value of the time-series information X F (t) of the degree of eye openness after filtering.
第1例で眠気推定装置13が出力する開眼度の時系列情報は、眠気推定情報の例に該当する。眠気推定装置13が、眠気推定情報としてフィルタリング無しのX(t)、XL(t)、XR(t)のうちの何れか、またはこれらの組み合わせを出力するようにしてもよい。あるいは、眠気推定装置13が、眠気推定情報としてフィルタリング後のXF(t)、XFL(t)、XFR(t)のうちの何れか、またはこれらの組み合わせを出力するようにしてもよい。
眠気推定情報補正装置14は、眠気推定装置13が出力する眠気推定情報に対して上述した補正を行い、補正後眠気推定情報を出力する。In the first example, the time-series information of the degree of eye opening output by the
The drowsiness estimation
あるいは、眠気推定装置13が、フィルタリング後の開眼度の時系列情報XF(t)のばらつき度を算出し、算出したばらつき度を第1の特徴量F1(T)として出力するようにしてもよい。この場合、第1の特徴量F1(T)は、眠気推定情報の例に該当する。
第1の特徴量F1(T)は、式(8)のように示される。Alternatively, the
The first feature quantity F1(T) is expressed as in Equation (8).
ここで、Tは時間のインデックスであり、特徴量算出窓の窓番号(0,1,2,・・・)を示す。
V[]は、ばらつき度を計算する演算子である。ここでいうばらつき度として、例えば、分散、標準偏差、最大値と最小値との差分、または、エントロピーなど、いろいろなものを用いることができる。
Mは特徴量抽出処理用のフレーム数を示す。特徴量算出窓幅TM[秒]とフレームレートfs[フレーム/秒]とを用いて、「M=TM×fs」と表される。Here, T is a time index and indicates a window number (0, 1, 2, . . . ) of the feature amount calculation window.
V[] is an operator that calculates the degree of variability. Various things such as variance, standard deviation, difference between the maximum value and the minimum value, or entropy can be used as the degree of variation here.
M indicates the number of frames for feature quantity extraction processing. Using the feature quantity calculation window width T M [seconds] and the frame rate fs [frames/second], it is expressed as “M=T M ×fs”.
なお、眠気推定装置13が用いるデータは、式(8)に示されるフィルタリング後の開眼度の時系列情報XF(t)に限定されない。眠気推定装置13が、式(8)のフィルタリング後の開眼度の時系列情報XF(t)に代えて、フィルタリング後の左眼の開眼度の時系列情報XFL(t)、または、フィルタリング後の右眼の開眼度の時系列情報XFR(t)を用いるようにしてもよい。Note that the data used by the
例えば、眠気推定装置13が、特徴量算出窓幅TM[秒]内での、フィルタリング後の左眼の開眼度の時系列情報XFL(t)のばらつき度を算出し、そのばらつき度を第1の特徴量F1(T)として出力するようにしてもよい。また、眠気推定装置13が、特徴量算出窓幅TM[秒]内での、フィルタリング後の右眼の開眼度の時系列情報XFR(t)のばらつき度を算出し、そのばらつき度を第1の特徴量F1(T)として出力するようにしてもよい。
この場合、第1の特徴量F1(T)は、眠気推定情報の例に該当する。For example, the
In this case, the first feature amount F1(T) corresponds to an example of drowsiness estimation information.
[第2例]
第2例は、特徴量算出の処理が後述するように相違している点を除いて、第1例の場合と同様である。
第2例では、眠気推定装置13は、開眼度の時系列情報X(t)のフレーム間差分の絶対値(以下、「フレーム間差分」と呼ぶ)を算出し、特徴量算出窓幅(TM)[秒]内のフレーム間差分の最大値を求め、その最大値を第2の特徴量F2(T)として出力する。
したがって、眠気推定装置13は、開眼度の時系列情報X(t)から第2の特徴量F2(T)を算出して、出力する。このフレーム間差分の絶対値の最大値は、眠い状態では値が小さくなり、目が冴えている状態では大きくなるため、眠気の推定に有用である。
フレーム間差分の最大値、すなわち、第2の特徴量F2(T)は、式(9)のように示される。[Second example]
The second example is the same as the first example, except that the feature amount calculation processing is different as described later.
In the second example, the
Therefore, the
The maximum value of the inter-frame difference, that is, the second feature amount F2(T) is expressed as in Equation (9).
ここで、「1-max[]」としているのは、他の特徴量と同様に、眠気が少ないほど値が小さくなるようにするためである。
なお、眠気推定装置13が用いるデータは、式(9)に示される開眼度の時系列情報X(t)に限定されない。眠気推定装置13が、式(9)の開眼度の時系列情報X(t)に代えて、左眼の開眼度の時系列情報XL(t)、または、右眼の開眼度の時系列情報XR(t)を用いるようにしてもよい。The reason why "1-max[]" is set here is that the less drowsiness is, the smaller the value is, as with the other feature amounts.
Data used by the
例えば、眠気推定装置13が、特徴量算出窓幅TM[秒]内での、左眼の開眼度の時系列情報XL(t)のフレーム間の差分の最大値を算出し、その最大値を第2の特徴量F2(T)として出力するようにしてもよい。また、眠気推定装置13が、特徴量算出窓幅TM[秒]内での、右眼の開眼度の時系列情報XR(t)のフレーム間の差分の最大値を算出し、その最大値を第2の特徴量F2(T)として出力するようにしてもよい。
第2例で眠気推定装置13が出力する第2の特徴量F2(T)は、眠気推定情報の例に該当する。眠気推定情報補正装置14は、眠気推定装置13が出力する眠気推定情報(第2の特徴量F2(T))に対して上述した補正を行い、補正後眠気推定情報を出力する。For example, the
The second feature quantity F2(T) output by the
[第3例]
第3例は、特徴量算出の処理が相違している点を除いて、第1例と同様である。
第3例では、眠気推定装置13は、開眼度の時系列情報X(t)から閉眼を検知し、特徴量算出窓幅(TM)[秒]内の閉眼割合(閉眼の割合)を求め、その閉眼割合を第3の特徴量F3(T)として出力する。したがって、眠気推定装置13は、開眼度の時系列情報X(t)から第3の特徴量F3(T)を算出して、出力する。この閉眼割合は、眠い状態では値が大きくなり、目が冴えている状態では小さくなるため、眠気の推定に有用である。
閉眼割合、すなわち、第3の特徴量F3(T)は、式(10)のように示される。[Third example]
The third example is the same as the first example, except that the process of calculating the feature amount is different.
In the third example, the
The closed-eye ratio, that is, the third feature amount F3(T) is expressed as in Equation (10).
ただし、Cは、特徴量算出窓幅(TM)[秒]に含まれる開眼度の時系列情報[X(T×M+t)、・・・、X(T×M+t-M+1)]の要素のうち、閉眼判定閾値(例えば、0.5)を下回る要素数とする。
なお、眠気推定装置13が、第3の特徴量F3(T)の算出に、開眼度の時系列情報X(t)に代えて、左眼の開眼度の時系列情報XL(t)、または、右眼の開眼度の時系列情報XR(t)を用いるようにしてもよい。その場合、眠気推定装置13は、特徴量算出窓幅TM[秒]内での、左眼の開眼度の時系列情報XL(t)の閉眼割合を算出し、その閉眼割合を第3の特徴量F3(T)として出力する。また、眠気推定装置13は、特徴量算出窓幅TM[秒]内での、右眼の開眼度の時系列情報XR(t)の閉眼割合を算出し、その閉眼割合を第3の特徴量F3(T)として出力する。However, C is the element of time-series information [X(T× M +t), . Among them, the number of elements below the closed-eye determination threshold value (for example, 0.5).
Note that the
また、眠気推定装置13が、左眼の開眼度の時系列情報XL(t)と右眼の開眼度の時系列情報XR(t)との両方が同時に閉眼している割合を算出し、その閉眼割合を第3の特徴量F3(T)として出力するようにしてもよい。また、眠気推定装置13が、左眼の開眼度の時系列情報XL(t)の閉眼割合、右眼の開眼度の時系列情報XR(t)の閉眼割合をそれぞれ算出し、それらを要素とする第3の特徴量F3(T)=[XL(t)の閉眼割合、XR(t)の閉眼割合]を出力するようにしてもよい。また、眠気推定装置13が、複数の閉眼判定閾値(例えば、0.5と0.8等)を用いて、複数の閉眼割合を算出し、それらを要素とする第3の特徴量F3(T)=[閉眼判定閾値0.5の場合の閉眼割合、閉眼判定閾値0.8の場合の閉眼割合]を出力するようにしてもよい。
第3例で眠気推定装置13が出力する第3の特徴量F3(T)は、眠気推定情報の例に該当する。眠気推定情報補正装置14は、眠気推定装置13が出力する眠気推定情報(第3の特徴量F3(T))に対して上述した補正を行い、補正後眠気推定情報を出力する。In addition, the
The third feature quantity F3(T) output by the
[第4例]
第4例は、特徴量算出の処理が相違している点を除いて、第1例と同様である。
第4例では、眠気推定装置13は、左眼の開眼度の時系列情報XL(t)と右眼の開眼度の時系列情報XR(t)との間の動き差分の絶対値(以下、「動き差分」と呼ぶ)を算出し、特徴量算出窓幅(TM)[秒]内の上記動き差分の平均値を求め、その動き差分の平均値を第4の特徴量F4(T)として出力する。[4th example]
The fourth example is the same as the first example, except that the process of calculating the feature amount is different.
In the fourth example, the drowsiness estimation device 13 calculates the absolute value of the motion difference ( hereinafter referred to as a "motion difference") is calculated, the average value of the motion differences within the feature amount calculation window width (T M ) [seconds] is calculated, and the average value of the motion differences is used as a fourth feature amount F4 ( T).
したがって、眠気推定装置13は、開眼度の時系列情報X(t)から第4の特徴量F4(T)を算出して、出力する。この動き差分平均値は、眠い状態では値が大きくなり、目が冴えている状態では小さくなるため、眠気の推定に有用である。
動き差分の平均値、すなわち、第4の特徴量F4(T)は、式(11)のように示される。Therefore, the
The average value of motion differences, that is, the fourth feature amount F4(T) is expressed as in Equation (11).
第4例で眠気推定装置13が出力する第4の特徴量F4(T)は、眠気推定情報の例に該当する。眠気推定情報補正装置14は、眠気推定装置13が出力する眠気推定情報(第4の特徴量F4(T))に対して上述した補正を行い、補正後眠気推定情報を出力する。
The fourth feature quantity F4(T) output by the
[第5例]
第5例は、特徴量算出の処理が相違している点を除いて、第1例と同様である。
第5例では、眠気推定装置13は、ある特徴量算出窓幅(TM)[秒]で算出された第1の特徴量F1(T)とそれに隣接する特徴量算出窓幅(TM)[秒]で算出された第1の特徴量F1(T-1)との差分の絶対値(以下、「隣接窓間の差分」と呼ぶ)を算出して、その隣接窓間の差分を第5の特徴量F5(T)として出力する。[Example 5]
The fifth example is the same as the first example, except that the processing for feature amount calculation is different.
In the fifth example, the
したがって眠気推定装置13は、第1の特徴量F1(T)における隣接窓間の差分を第5の特徴量F5(T)として算出して、出力する。この隣接窓間の差分は、眠い状態では値が大きくなり、目が冴えている状態では小さくなるため、眠気の推定に有用である。
隣接窓間の差分、すなわち、第5の特徴量F5(T)は、式(12)のように示される。Therefore, the
The difference between adjacent windows, that is, the fifth feature amount F5(T) is expressed by Equation (12).
なお、眠気推定装置13が、第1の特徴量F1(T)における隣接窓間の差分に代えて、第2の特徴量F2(T)における隣接窓間の差分、第3の特徴量F3(T)における隣接窓間の差分、または、第4の特徴量F4(T)における隣接窓間の差分を、第5の特徴量F5(T)として算出し、出力するようにしてもよい。
第5例で眠気推定装置13が出力する第5の特徴量F5(T)は、眠気推定情報の例に該当する。眠気推定情報補正装置14は、眠気推定装置13が出力する眠気推定情報(第5の特徴量F5(T))に対して上述した補正を行い、補正後眠気推定情報を出力する。Note that the
The fifth feature value F5(T) output by the
[第6例]
第6例は、特徴量算出の処理が相違している点を除いて、第1例と同様である。
第6例では、眠気推定装置13は、第1の特徴量F1(T)の対数を算出して、その対数を第6の特徴量F6(T)として出力する。したがって、眠気推定装置13は、第1の特徴量F1(T)の対数を第6の特徴量F6(T)として算出して、出力する。ここで、一般に人の感覚は対数に従っていると言われている。眠気推定装置13が、第1の特徴量F1(T)の対数をとることで、人の感覚に近い眠気推定情報を出力できる。
第1の特徴量の対数、すなわち、第6の特徴量F6(T)は、式(13)のように示される。[6th example]
The sixth example is the same as the first example, except that the process of calculating the feature amount is different.
In the sixth example, the
The logarithm of the first feature quantity, that is, the sixth feature quantity F6(T) is expressed as in Equation (13).
ここで、αは正の小さな値、例えば、10-6である。第1の特徴量F1(T)に正の小さな値αを加えているのは、対数の中身がゼロにならないようにするためである。
なお、眠気推定装置13が、第1の特徴量F1(T)の対数に代えて、第2の特徴量F2(T)の対数、第3の特徴量F3(T)の対数、第4の特徴量F4(T)の対数、または、第5の特徴量F5(T)の対数を第6の特徴量F6(T)として算出し、出力するようにしてもよい。
第6例で眠気推定装置13が出力する第6の特徴量F6(T)は、眠気推定情報の例に該当する。眠気推定情報補正装置14は、眠気推定装置13が出力する眠気推定情報(第6の特徴量F6(T))に対して上述した補正を行い、補正後眠気推定情報を出力する。where α is a small positive value, eg, 10 −6 . The reason why the small positive value α is added to the first feature quantity F1(T) is to prevent the content of the logarithm from becoming zero.
Note that the
The sixth feature quantity F6(T) output by the
第6例で眠気推定装置13が出力する第6の特徴量F6(T)は、眠気推定情報の例に該当する。眠気推定情報補正装置14は、眠気推定装置13が出力する眠気推定情報(第6の特徴量F6(T))に対して上述した補正を行い、補正後眠気推定情報を出力する。
The sixth feature quantity F6(T) output by the
[第7例]
第7例は、特徴量算出の処理が相違している点を除いて、第1例の場合と同様である。
第7例~第9例では、眠気推定装置13は、統計量算出窓幅TK[秒]毎に、後述するように、上述した特徴量(例えば第1の特徴量F1(T))の統計量F7(S)~F9(S)を算出し、特徴量として用いる。ここで、Sは時間のインデックスであり、統計量算出窓の窓番号(0,1,2,・・・)を示す。例えば、統計量算出窓幅TK[秒]内の第1の特徴量T1(T)の個数がK個であるとする。[Example 7]
The seventh example is the same as the first example, except that the processing for calculating the feature amount is different.
In the seventh to ninth examples, the
第7例では、眠気推定装置13は、上述した特徴量として第1の特徴量F1(T)を用い、統計量として第1の特徴量F1(T)の平均値を用いる。眠気推定装置13は、統計量算出窓幅TK[秒]内の、第1の特徴量F1(T)の平均値を算出して、その平均値を第7の特徴量F7(S)として出力する。したがって、眠気推定装置13は、統計量算出窓幅TK[秒]毎に、第1の特徴量F1(T)の平均値を、第7の特徴量F7(S)として算出して、出力する。
第1の特徴量の平均値、すなわち、第7の特徴量F7(S)は、式(14)のように示される。In the seventh example, the
The average value of the first feature quantity, that is, the seventh feature quantity F7(S) is expressed as in Equation (14).
average[]は要素の平均値を算出する演算子である。
式(14)におけるTの値は、第1の特徴量F1を求める際の特徴量算出窓の窓番号と、第7の特徴量F7を求める際の特徴量算出窓の窓番号との関係を示すオフセットの役割を果たす。average[] is an operator that calculates the average value of elements.
The value of T in equation (14) expresses the relationship between the window number of the feature amount calculation window when obtaining the first feature amount F1 and the window number of the feature amount calculation window when obtaining the seventh feature amount F7. Acts as an offset to indicate.
眠気推定装置13が、第1の特徴量F1(T)の平均値に代えて、第2の特徴量F2(T)の平均値、第3の特徴量F3(T)の平均値、第4の特徴量F4(T)の平均値、第5の特徴量F5(T)の平均値、第6の特徴量F6(T)の平均値を用いて第7の特徴量F7(S)を算出し、出力するようにしてもよい。
第7例で眠気推定装置13が出力する第7の特徴量F7(S)は、眠気推定情報の例に該当する。眠気推定情報補正装置14は、眠気推定装置13が出力する眠気推定情報(第7の特徴量F7(S))に対して上述した補正を行い、補正後眠気推定情報を出力する。Instead of the average value of the first feature amount F1(T), the
The seventh feature quantity F7(S) output by the
[第8例]
第8例は、特徴量算出の処理が相違している点を除いて、第1例と同様である。
第8例では、眠気推定装置13は、統計量算出窓幅TK[秒]内の、第1の特徴量F1(T)の標準偏差を算出して、その標準偏差を第8の特徴量F8(S)として出力する。
したがって、眠気推定装置13は、統計量算出窓幅TK[秒]毎に、第1の特徴量F1(T)の標準偏差を、第8の特徴量F8(S)として算出して、出力する。
第1の特徴量の標準偏差、すなわち、第8の特徴量F8(S)は、式(15)のように示される。[Example 8]
The eighth example is the same as the first example, except that the process of calculating the feature amount is different.
In the eighth example, the
Therefore, the
The standard deviation of the first feature quantity, that is, the eighth feature quantity F8(S) is expressed as in Equation (15).
standard_dev[]は要素の標準偏差を算出する演算子である。
式(15)におけるTの値は、第1の特徴量F1を求める際の特徴量算出窓の窓番号と、第8の特徴量F8を求める際の特徴量算出窓の窓番号との関係を示すオフセットの役割を果たす。standard_dev[] is an operator that calculates the standard deviation of the elements.
The value of T in equation (15) expresses the relationship between the window number of the feature amount calculation window when obtaining the first feature amount F1 and the window number of the feature amount calculation window when obtaining the eighth feature amount F8. Acts as an offset to indicate.
眠気推定装置13が、第1の特徴量F1(T)に代えて、第2の特徴量F2(T)、第3の特徴量F3(T)、第4の特徴量F4(T)、第5の特徴量F5(T)、または、第6の特徴量F6(T)の標準偏差を、第8の特徴量F8(S)として算出し、出力するようにしてもよい。
第8例で眠気推定装置13が出力する第8の特徴量F8(S)は、眠気推定情報の例に該当する。眠気推定情報補正装置14は、眠気推定装置13が出力する眠気推定情報(第8の特徴量F8(S))に対して上述した補正を行い、補正後眠気推定情報を出力する。The
The eighth feature quantity F8(S) output by the
[第9例]
第9例は、特徴量算出の処理が相違している点を除いて、第1例と同様である。
第9例では、眠気推定装置13は、統計量算出窓幅TK[秒]内の、第1の特徴量F1(T)の分散を算出して、その分散を第9の特徴量F9(S)として出力する。したがって、眠気推定装置13は、統計量算出窓幅TK[秒]毎に、第1の特徴量F1(T)の分散を、第9の特徴量F9(S)として算出して、出力する。
第1の特徴量の分散、すなわち、第9の特徴量F9(S)は、式(16)のように示される。[9th example]
The ninth example is the same as the first example, except that the process of calculating the feature amount is different.
In the ninth example, the
The variance of the first feature quantity, that is, the ninth feature quantity F9(S) is expressed as in Equation (16).
variance[]は要素の分散値を算出する演算子である。
式(16)におけるTの値は、第1の特徴量F1を求める際の特徴量算出窓の窓番号と、第9の特徴量F9を求める際の特徴量算出窓の窓番号との関係を示すオフセットの役割を果たす。variance[] is an operator that calculates the variance value of an element.
The value of T in Equation (16) expresses the relationship between the window number of the feature amount calculation window when obtaining the first feature amount F1 and the window number of the feature amount calculation window when obtaining the ninth feature amount F9. Acts as an offset to indicate.
眠気推定装置13が、第1の特徴量F1(T)の分散に代えて、第2の特徴量F2(T)の分散、第3の特徴量F3(T)の分散、第4の特徴量F4(T)の分散、第5の特徴量F5(T)の分散、または、第6の特徴量F6(T)の分散を、第9の特徴量F9(T)として算出し、出力するようにしてもよい。
第9例で眠気推定装置13が出力する第9の特徴量F9(S)は、眠気推定情報の例に該当する。眠気推定情報補正装置14は、眠気推定装置13が出力する眠気推定情報(第9の特徴量F9(S))に対して上述した補正を行い、補正後眠気推定情報を出力する。The
The ninth feature quantity F9(S) output by the
眠気推定装置13が、上述した特徴量F1(T)~F9(S)のうち何れか1つのみを眠気推定情報として出力するようにしてもよい。あるいは、眠気推定装置13が、特徴量F1(T)~F9(S)のうち複数を眠気推定情報として出力するようにしてもよい。
The
<実施形態の構成の例>
つぎに、図13から図16を参照して、実施の形態の構成の例について説明する。
図13は、実施形態に係る眠気推定情報補正装置の構成の例を示す図である。図13に示す眠気推定情報補正装置610は、眠気推定情報取得部611と、眠気推定情報補正部612とを備える。<Example of Configuration of Embodiment>
Next, an example of the configuration of the embodiment will be described with reference to FIGS. 13 to 16. FIG.
FIG. 13 is a diagram showing an example of the configuration of the drowsiness estimation information correction device according to the embodiment. A drowsiness estimation
かかる構成で、眠気推定情報取得部611は、対象者の瞼の動きに基づく眠気推定情報を取得する。眠気推定情報補正部612は、眠気推定情報取得部611が取得する眠気推定情報を、対象者の周囲環境における湿度を示す湿度情報で補正した補正後眠気推定情報を算出する。
これにより、眠気推定情報補正装置610では、対象者の眠気推定情報(補正後眠気推定情報)を算出する際、周囲環境の影響による推定精度の低下を軽減できる。With such a configuration, the drowsiness estimation
As a result, the drowsiness estimation
図14は、実施形態に係る眠気推定装置の構成の例を示す図である。図14に示す眠気推定装置620は、瞼動き情報取得部621と、眠気推定部622とを備える。
かかる構成で、瞼動き情報取得部621は、対象者の瞼の動き情報を取得する。眠気推定部622は、瞼動き情報取得部621が取得する瞼の動き情報と、対象者の周囲環境における湿度を示す湿度情報とに基づいて、対象者の眠気推定情報を算出する。
これにより、眠気推定装置620では、対象者の眠気を推定する際、推定精度の低下を軽減できる。特に眠気推定装置620では、対象者の周囲環境における湿度の影響によって眠気の推定精度が低下してしまうことを回避または軽減できる。FIG. 14 is a diagram illustrating an example of the configuration of a drowsiness estimation device according to the embodiment; A
With such a configuration, the eyelid movement
As a result, the
図15は、実施形態に係る眠気推定情報補正方法における処理手順の例を示す図である。
図15の処理では、対象者の瞼の動きに基づく眠気推定情報を取得し(ステップS11)、取得した眠気推定情報を、対象者の周囲環境における湿度を示す湿度情報で補正した補正後眠気推定情報を算出する(ステップS12)。FIG. 15 is a diagram showing an example of a processing procedure in the drowsiness estimation information correcting method according to the embodiment.
In the process of FIG. 15, drowsiness estimation information based on the movement of the subject's eyelids is acquired (step S11), and corrected drowsiness estimation is performed by correcting the acquired drowsiness estimation information with humidity information indicating the humidity in the surrounding environment of the subject. Information is calculated (step S12).
この眠気推定情報補正方法によれば、対象者の眠気を推定する際、推定精度の低下を軽減できる。特に、図15の処理にかかる眠気推定補正情報では、対象者の眠気推定情報(補正後眠気推定情報)を算出する際、対象者の周囲環境における湿度の影響によって眠気の推定精度が低下してしまうことを回避または軽減できる。 According to this drowsiness estimation information correcting method, when estimating a subject's drowsiness, it is possible to reduce a decrease in estimation accuracy. In particular, in the drowsiness estimation correction information related to the processing of FIG. 15, when calculating the drowsiness estimation information of the subject (post-correction drowsiness estimation information), the drowsiness estimation accuracy is reduced due to the influence of the humidity in the surrounding environment of the subject. avoid or reduce clutter.
図16は、実施形態に係る眠気推定方法における処理手順の例を示す図である。
図16の処理では、対象者の瞼の動き情報を取得し(ステップS21)、取得した動き情報と、対象者の周囲環境における湿度を示す湿度情報とに基づいて、対象者の眠気推定情報を算出する(ステップS22)。FIG. 16 is a diagram illustrating an example of a processing procedure in the drowsiness estimation method according to the embodiment;
In the process of FIG. 16, eyelid movement information of the subject is acquired (step S21), and drowsiness estimation information of the subject is calculated based on the acquired movement information and humidity information indicating humidity in the surrounding environment of the subject. Calculate (step S22).
この眠気推定方法によれば、対象者の眠気を推定する際、推定精度の低下を軽減できる。特に、図16の処理にかかる眠気推定方法では、対象者の周囲環境における湿度の影響によって眠気の推定精度が低下してしまうことを回避または軽減できる。 According to this drowsiness estimation method, when estimating the drowsiness of the subject, it is possible to reduce the decrease in estimation accuracy. In particular, in the drowsiness estimation method according to the processing of FIG. 16, it is possible to avoid or reduce the decrease in drowsiness estimation accuracy due to the influence of the humidity in the surrounding environment of the subject.
図17は、少なくとも1つの実施形態に係るコンピュータの構成を示す概略ブロック図である。
図17に示す構成で、コンピュータ700は、CPU710と、主記憶装置720と、補助記憶装置730と、インタフェース740とを備える。
上記の眠気推定情報補正装置14、眠気推定装置41、眠気推定情報補正装置610、または、眠気推定装置620のうち何れか1つ以上が、コンピュータ700に実装されてもよい。その場合、上述した各処理部の動作は、プログラムの形式で補助記憶装置730に記憶されている。CPU710は、プログラムを補助記憶装置730から読み出して主記憶装置720に展開し、当該プログラムに従って上記処理を実行する。また、CPU710は、プログラムに従って、上述した各記憶部に対応する記憶領域を主記憶装置720に確保する。各装置と他の装置との通信は、インタフェース740が通信機能を有し、CPU710の制御に従って通信を行うことで実行される。FIG. 17 is a schematic block diagram showing the configuration of a computer according to at least one embodiment;
With the configuration shown in FIG. 17 ,
Any one or more of the drowsiness estimation
眠気推定情報補正装置14がコンピュータ700に実装される場合、第1制御部190およびその各部の動作は、プログラムの形式で補助記憶装置730に記憶されている。CPU710は、プログラムを補助記憶装置730から読み出して主記憶装置720に展開し、当該プログラムに従って上記処理を実行する。
また、CPU710は、プログラムに従って、第1記憶部180に対応する記憶領域を主記憶装置720に確保する。第1通信部110が行う通信は、インタフェース740が通信機能を有し、CPU710の制御に従って通信を行うことで実行される。When the drowsiness estimation
In addition,
眠気推定装置41がコンピュータ700に実装される場合、第2制御部290およびその各部の動作は、プログラムの形式で補助記憶装置730に記憶されている。CPU710は、プログラムを補助記憶装置730から読み出して主記憶装置720に展開し、当該プログラムに従って上記処理を実行する。
また、CPU710は、プログラムに従って、第2記憶部280に対応する記憶領域を主記憶装置720に確保する。第2通信部210が行う通信は、インタフェース740が通信機能を有し、CPU710の制御に従って通信を行うことで実行される。When the
In addition,
眠気推定情報補正装置610がコンピュータ700に実装される場合、眠気推定情報補正部612の動作は、プログラムの形式で補助記憶装置730に記憶されている。CPU710は、プログラムを補助記憶装置730から読み出して主記憶装置720に展開し、当該プログラムに従って上記処理を実行する。
また、眠気推定情報取得部611の動作は、インタフェース740が通信機能を有し、CPU710の制御に従って通信を行うことで実行される。When the estimated drowsiness
Further, the operation of the drowsiness estimation
眠気推定装置620がコンピュータ700に実装される場合、眠気推定部622の動作は、プログラムの形式で補助記憶装置730に記憶されている。CPU710は、プログラムを補助記憶装置730から読み出して主記憶装置720に展開し、当該プログラムに従って上記処理を実行する。
また、瞼動き情報取得部621の動作は、インタフェース740が通信機能を有し、CPU710の制御に従って通信を行うことで実行される。When
Further, the operation of the eyelid movement
なお、眠気推定情報補正装置14、眠気推定装置41、眠気推定情報補正装置610、または、眠気推定装置620の全部または一部の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより各部の処理を行ってもよい。ここでいう「コンピュータシステム」とは、OS(オペレーティングシステム)や周辺機器等のハードウェアを含む。
「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM(Read Only Memory)、CD-ROM(Compact Disc Read Only Memory)等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであっても良い。A program for realizing all or part of the functions of the drowsiness estimation
“Computer-readable recording media” means portable media such as flexible discs, magneto-optical discs, ROM (Read Only Memory), CD-ROM (Compact Disc Read Only Memory), hard disks built into computer systems, etc. Refers to a storage device. Further, the program may be for realizing part of the functions described above, or may be capable of realizing the functions described above in combination with a program already recorded in the computer system.
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。 Although the embodiments of the present invention have been described in detail above with reference to the drawings, the specific configuration is not limited to these embodiments, and design changes and the like are also included within the scope of the present invention.
この出願は、2019年7月22日に出願された日本国特願2019-134835を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。 This application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2019-134835 filed on July 22, 2019, and the entire disclosure thereof is incorporated herein.
本発明は、眠気推定情報補正装置、眠気推定装置、眠気推定情報補正方法、眠気推定方法および記録媒体に適用してもよい。 The present invention may be applied to a drowsiness estimation information correction device, a drowsiness estimation device, a drowsiness estimation information correction method, a drowsiness estimation method, and a recording medium.
1、4 覚醒度制御システム
2、5 運転制御システム
3、6 警報システム
11 カメラ
12 湿度センサ
13 眠気推定装置
14 眠気推定情報補正装置
15 覚醒度制御装置
16 環境制御装置
21 運転制御装置
22 運転装置
31 警報装置
41 眠気推定装置
110 第1通信部(第1通信手段)
180 第1記憶部(第1記憶手段)
181 補正モデル記憶部(補正モデル記憶手段)
190 第1制御部(第1制御手段)
191 眠気推定情報補正部(眠気推定情報補正手段)
180 first storage unit (first storage means)
181 correction model storage unit (correction model storage means)
190 first control unit (first control means)
191 sleepiness estimation information correction unit (drowsiness estimation information correction means)
Claims (12)
前記眠気推定情報を、前記対象者の周囲環境における湿度を示す湿度情報で補正した補正後眠気推定情報を算出する眠気推定情報補正手段と、
を備える眠気推定情報補正装置。 drowsiness estimation information acquisition means for acquiring, as drowsiness estimation information, data obtained by calculating an eye closure ratio within a predetermined time period from time-series data obtained by repeatedly measuring the subject's degree of eye openness at a predetermined frequency;
drowsiness estimation information correcting means for calculating post-correction drowsiness estimation information obtained by correcting the drowsiness estimation information with humidity information indicating the humidity in the surrounding environment of the subject;
A drowsiness estimation information correction device comprising:
請求項1に記載の眠気推定情報補正装置。 The drowsiness estimation information correcting means corrects the post-correction drowsiness estimation information so that the lower the humidity, the smaller the drowsiness estimation information.
The drowsiness estimated information correcting device according to claim 1.
請求項1または請求項2に記載の眠気推定情報補正装置。 The drowsiness estimation information correcting means corrects the same amount of correction as when the humidity is the upper threshold when the humidity is greater than the upper threshold.
The drowsiness estimation information correcting device according to claim 1 or 2.
請求項1または請求項2に記載の眠気推定情報補正装置。 The drowsiness estimation information correcting means corrects the same amount of correction as when the humidity is the lower threshold when the humidity is lower than the lower threshold.
The drowsiness estimation information correcting device according to claim 1 or 2.
請求項1から4の何れか一項に記載の眠気推定情報補正装置。 The drowsiness estimation information acquiring means divides, as the drowsiness estimation information, time-series data obtained by repeatedly measuring the degree of eye opening of the subject at a predetermined frequency into a predetermined number of continuous measurement data, Acquire the data that takes the maximum value of the degree of eye opening for each measurement data of the number of
The drowsiness estimation information correction device according to any one of claims 1 to 4.
請求項1から5の何れか一項に記載の眠気推定情報補正装置。 The drowsiness estimation information obtaining means obtains, as the drowsiness estimation information, a difference in degree of eye openness for each two consecutive measurement data from time-series data obtained by repeatedly measuring the degree of eye openness of the subject at a predetermined frequency. , for each predetermined time width, obtain data that takes the maximum value of the magnitude of the difference in the degree of eye opening included in that time width;
The drowsiness estimation information correction device according to any one of claims 1 to 5.
請求項1から6の何れか一項に記載の眠気推定情報補正装置。 The drowsiness estimation information acquiring means obtains the drowsiness estimation information from the time-series data obtained by repeatedly measuring the degree of eye openness of each of the left eye and the right eye of the subject at a predetermined frequency, and obtains the degree of eye openness for each two consecutive measurement data. Further, the absolute value of the difference between the difference in the left eye and the difference in the right eye is obtained, and the data obtained by averaging the absolute values of the differences included in the time width for each predetermined time width is obtained. do,
The drowsiness estimated information correction device according to any one of claims 1 to 6 .
前記瞼の動き情報と、前記対象者の周囲環境における湿度を示す湿度情報とに基づいて、前記対象者の眠気推定情報として、前記対象者の開眼度を所定の頻度で繰り返し測定した時系列データから、所定の時間幅ごとにその時間幅内での閉眼割合を求めたデータを算出する眠気推定手段と、
を備える眠気推定装置。 eyelid movement information acquisition means for acquiring eyelid movement information of a subject;
Based on the eyelid movement information and the humidity information indicating the humidity in the surrounding environment of the subject , time-series data obtained by repeatedly measuring the eye opening degree of the subject at a predetermined frequency as the drowsiness estimation information of the subject. Drowsiness estimating means for calculating , for each predetermined time span, data obtained by obtaining a percentage of closed eyes within that time span from
A drowsiness estimation device comprising:
対象者の開眼度を所定の頻度で繰り返し測定した時系列データから、所定の時間幅ごとにその時間幅内での閉眼割合を求めたデータを眠気推定情報として取得し、
前記眠気推定情報を、前記対象者の周囲環境における湿度を示す湿度情報で補正した補正後眠気推定情報を算出する、
ことを含む眠気推定情報補正方法。 by computer,
Acquiring, as drowsiness estimation information, data obtained by obtaining the percentage of eyes closed for each predetermined time period from time-series data obtained by repeatedly measuring the subject's degree of eye openness at a predetermined frequency, and
calculating post-correction drowsiness estimation information obtained by correcting the drowsiness estimation information with humidity information indicating the humidity in the surrounding environment of the subject;
A drowsiness estimation information correction method comprising:
対象者の瞼の動き情報を取得し、
前記瞼の動き情報と、前記対象者の周囲環境における湿度を示す湿度情報とに基づいて、前記対象者の眠気推定情報として、前記対象者の開眼度を所定の頻度で繰り返し測定した時系列データから、所定の時間幅ごとにその時間幅内での閉眼割合を求めたデータを算出する、
ことを含む眠気推定方法。 by computer,
Acquire eyelid movement information of the subject,
Based on the eyelid movement information and the humidity information indicating the humidity in the surrounding environment of the subject , time-series data obtained by repeatedly measuring the eye opening degree of the subject at a predetermined frequency as the drowsiness estimation information of the subject. From, for each predetermined time width, calculate the data for the eye closure ratio within that time width ,
A sleepiness estimation method comprising:
対象者の開眼度を所定の頻度で繰り返し測定した時系列データから、所定の時間幅ごとにその時間幅内での閉眼割合を求めたデータを眠気推定情報として取得し、
前記眠気推定情報を、前記対象者の周囲環境における湿度を示す湿度情報で補正した補正後眠気推定情報を算出する、
ことを実行させるプログラム。 to the computer,
Acquiring, as drowsiness estimation information, data obtained by obtaining the percentage of eyes closed for each predetermined time period from time-series data obtained by repeatedly measuring the subject's degree of eye openness at a predetermined frequency, and
calculating post-correction drowsiness estimation information obtained by correcting the drowsiness estimation information with humidity information indicating the humidity in the surrounding environment of the subject;
A program that does something.
対象者の瞼の動き情報を取得し、
前記瞼の動き情報と、前記対象者の周囲環境における湿度を示す湿度情報とに基づいて、前記対象者の眠気推定情報として、前記対象者の開眼度を所定の頻度で繰り返し測定した時系列データから、所定の時間幅ごとにその時間幅内での閉眼割合を求めたデータを算出する、
ことを実行させるプログラム。 to the computer,
Acquire eyelid movement information of the subject,
Based on the eyelid movement information and the humidity information indicating the humidity in the surrounding environment of the subject , time-series data obtained by repeatedly measuring the eye opening degree of the subject at a predetermined frequency as the drowsiness estimation information of the subject. From, for each predetermined time width, calculate the data for the eye closure ratio within that time width ,
A program that does something.
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